作为固态电池“急先锋”的半固态电池,装车进程正在大提速。据业内统计,今年上半年国内半固态电池装机量已经超过2GWh。中信证券指出,2024年以来我国固态电池行业出现半固态量产车型上市、半固态电池装车渗透率达1%等边际变化,产业化信号已至。

截至目前,已经有蔚来ET7、上汽智己L6、东风E70、东风岚图追光、赛力斯SERES5等车型实现半固态电池装车,广汽埃安、长安深蓝、高合、吉利、江淮、一汽等众多车企,普遍规划在2025年前装车半固态电池。

电池厂商方面,包括宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、孚能科技、正力新能、力神电池、蜂巢能源、欣旺达、比克电池、赣锋锂业、清陶能源等在内的众多企业,都已经在半固态电池技术方面有所布局,并加速实现量产。

近期,长信科技在投资者交流互动平台表示,公司参股的比克动力已实现半固态的聚合物电池技术突破,开始对外销售,半固态的车规级叠片研发产品,预计会在2025年实现对外送样;欣旺达也表示,公司半固态电池已有产品完成开发,可视需求推进量产。

今年6月,孚能科技广州基地试投产,规划产能30GWh,为广州最大半固态电池生产基地落成项目;今年4月,正力新能发布超高镍半固态大圆柱电池;今年1月,力神电池宣布完成能量密度达402Wh/kg半固态电池的开发。

在此之前,宁德时代发布了半固态的凝聚态电池;亿纬锂能开发了基于50Ah软包电池的半固态电池,可实现高达500Wh/kg的能量密度;蜂巢能源推出其全球首款方形半固态电池——二代果冻电池;国轩高科也公开了其半固态电池产品,能量密度达360Wh/kg。

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半固态电池的冲击

“只有通过半固态电池的发展阶段,才能完成全固态电池工艺的成熟化、设备的稳定和关键材料量产。如果没有这些,那么全固态电池只能是空中楼阁。”清陶能源联合创始人、总经理李峥如是表示。

通常来讲,由于采用了全新的结构和材料体系,全固态电池的生产工艺相对半固态电池会更加复杂,成本也会更高。而半固态电池则可以在一定程度上借鉴传统液态电池的生产技术和设备,降低生产成本,更有利于大规模商业化应用。

国泰君安在研报中指出,固态电池的普及将先从半固态开始,循序渐进。后续待技术稳定,工艺确定后成本下降,半固态电池将慢慢起量,而后逐步迭代到全固态电池。半固态电池对现有锂电产业链冲击主要在中游隔膜与电解液环节。

不过,从整体上来讲,半固态对于现有液态锂离子电池体系更迭较小,半固态路线仍然会使用隔膜,基础工艺不会发生变化,其制备方法大部分将沿用传统锂离子电池工艺与装备技术。而全固态电池则不需要隔膜,但需要电解质膜与涂覆工艺的配合。

“从行业后续发展来看,液态电池和固态电池将长期并存,且运用领域存在差异。半固态、准固态需要使用隔膜,而全固态则需要基膜作为介质。”东峰新材指出。国轩高科则表示,该公司的全固态金石电池不需要传统聚合物多孔隔膜,而是采用固态电解质膜作为隔膜。

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半固态电池隔膜技术布局

随着半固态电池技术的不断进步和商业化应用的推进,隔膜作为电池的关键材料之一,仍然有用武之地。业内人士指出,相比液态电池,半固态电池要求隔膜的孔径更大,而且强度更高,通常会采用湿法和涂覆的工艺。

当下,不少厂商都在布局半固态隔膜产品,以期在下一轮技术革新中占据有利地位。隔膜老大恩捷股份表示,在半固态电池方面,该公司已与北京卫蓝、溧阳天目先导合作成立了江苏三合,专门研发半固态专用的涂覆隔膜。目前该公司适用于半固态电池的专用隔膜已经小批量量产,并供应给市场知名电池厂商。

据了解,恩捷股份研发出的半固态电解质复合膜,相较于常规的隔膜产品,在低温环境下,其放电性能表现得更加突出,尤其是在-30℃的超低温环境下,能使成品电芯的放电容量保持率同比提升10%以上。

另一隔膜龙头星源材质也表示,公司研发团队开发的固态电解质复合隔膜,具有优秀的电化学性能,能满足海内外多家电池头部企业和固态电池、半固态电池厂商的技术要求,得到了客户的认可并具备量产化条件。

从印刷包装产业跨界而来的东峰新材表示,该公司积极配合下游客户,布局高性能、高安全的半固态电池隔膜、固态电解质膜类材料及涂布工艺,加速固态电池及其关键材料的布局。

据长阳科技透露,该公司相关湿法隔膜产品采用全新半干、半湿工艺,在生产常规锂电池隔膜的同时,还可以生产出具有超高孔隙率产品,目前已经和海内外多家相关主流客户进行技术合作,并取得头部客户和多家其他客户小批量订单,未来产品有望在大功率、半固态电池和固态电池等领域取得技术突破和应用。

长期以来,隔膜都是锂电池主要材料中毛利率最高的品类。半固态电池隔膜因对产线和工艺的颠覆性较小,隔膜厂商或将依然能保持优势地位。不过,随着未来全固态电池产业化的发展,势必将对隔膜行业的市场格局造成重要的影响,市场也将重新洗牌。